用維氏硬度計測量刀具硬度方便加工高硬度材料

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，各種高硬度的工程材料越來越多地被采用，而傳統(tǒng)的車削技術難以勝任或根本無法實現(xiàn)對某些高硬度材料的加工。

涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、PCBN等超硬刀具材料因其具有很高的高溫硬度、耐磨性和熱化學穩(wěn)定性，為高硬度材料的切削加工提供了最基本的前提條件，并在生產(chǎn)中取得了明顯效益。

在韌性較好的硬質(zhì)合金刀具上涂覆1層或多層耐磨性好的TiN、TiCN、TiAlN和Al3O2等，涂層的厚度為2~18μm，涂層通常具有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導系數(shù)，減弱了刀具基體的熱作用;另一方面能有效地改善切削過程的摩擦和粘附作用，降低切削熱的生成。

涂層按生成方法可分為物理氣相沉積(PVD)與化學氣相沉積(CVD)2種。PVD涂層(2~6μm)主要包括TiN、TiCN、TiAlN等，其成分還在不斷地增加，如TiZrN。TiN和TiC涂層的最高壓力分別可達到3580MPa和3775MPa，TiAlN涂層因缺乏可靠的彈性模量數(shù)據(jù)而得不到準確的壓應力值，高速切削實驗結(jié)果表明TiAlN性能最好。

盡管PVD涂層顯示出很多優(yōu)點，但一些涂層如Al2O3和金剛石則傾向于采用CVD涂層技術。Al2O3是一種耐熱和抗氧化很強的涂層，它能夠?qū)⒌毒唧w和切削產(chǎn)生的熱量隔離開。通過CVD涂層技術，還可以綜合各種涂層的優(yōu)點，以達到最佳的切削效果，滿足切削加工的需要。例如。TiN具有低摩擦特性，可減少涂層組織的損耗，TiCN可降低后刀面的磨損，TiC涂層硬度較高，Al2O3涂層具有優(yōu)良的隔熱效果等。

涂層硬質(zhì)合金刀具與硬質(zhì)合金刀具相比，無論在強度、硬度和耐磨性方面均有了很大提高。

車削硬度在HRC45~55的工件，低成本的涂層硬質(zhì)合金可實現(xiàn)高速車削。近年來，一些廠家應用改進涂層材料等方法，使涂層刀具的性能有了極大的提高。

原因主要有以下幾個方面：

生產(chǎn)企業(yè)、操作者對采用超硬刀具進行硬車削的效果了解不夠，普遍認為硬材料只能磨削;認為刀具成本太高。

硬車削最初的刀具成本比普通硬質(zhì)合金刀具高(如PCBN比普通硬質(zhì)合金貴十多倍)，但其分攤在每個零件上的成本比磨削還低，且?guī)淼男б姹绕胀ㄓ操|(zhì)合金要好得多;對超硬刀具加工機理研究不夠;超硬刀具加工的規(guī)范不足以指導生產(chǎn)實踐。